Guten Tag Ich entwerfe gerade eine kleine Schaltung, welche auch einen Optokoppler beinhaltet. Da diese ja eine LED beinhalten, müssen die Optokoppler-Eingänge richtig gepolt sein, da bei einer Verpolung die LED zerstört werden kann. Nun benötige eich eine Schutzschaltung gegen Verpolung. Ich habe bereits im Internet mehrere Versionen gesehen. Entweder mit Brückengleichrichtern oder mit Dioden. Die Diodenvariante mag für kleinere Projekte sicher gut sein, jedoch ist im Industrieumfeld vermutlich keine Diode stark genug, um dem Standzuhalten. Wird beispielsweise ein 24V 10A Netzteil über einer Schutzdiode kurzgeschlossen, verwandelt diese sich dann wohl in Rauch, und danach geht auch gleich der Optokoppler hopps. Wie kann ich eine sichere, aber auch möglichst einfache Optokoppler Verpolungssicherung für Bemessungsspannungen von 24V lösen?
Daniel W schrieb: > Nun benötige eich eine Schutzschaltung gegen Verpolung. Ich habe bereits > im Internet mehrere Versionen gesehen. Entweder mit > Brückengleichrichtern oder mit Dioden. Brückengleichrichter, wenn es tun soll auch bei Verpolung. Sonst: Diode in Reihe mit ausreichender Sperrspannung passend zur maximalen Verpolspannung. Mit der antiparallelen Diode hast du recht, da bräuchte man dann eine Sicherung, die schnell genug auslöst. Aber mit einer flinken 50mA-Sicherung schafft das auch eine 1N400x. Für eine Sinushalbwelle ist sie z.B. mit 27A spezifiziert. Aber die Diode in Serie ist die einfachste Lösung.
HildeK schrieb: > Mit der antiparallelen Diode hast du recht, da bräuchte man dann eine > Sicherung, die schnell genug auslöst. Nein, da haben wir beide natürlich nicht recht. Es geht selbstverständlich auch eine kleine Diode antiparallel zu der im Optokoppler; nach dem Vorwiderstand! Dadurch fließt in Rückwärtsrichtung auch nicht mehr Strom als im korrekten Betrieb durch den OK.
HildeK schrieb: > Mit der antiparallelen Diode hast du recht, da bräuchte man dann eine > Sicherung, die schnell genug auslöst Wenn der Optokoppler Rv an der richtigen Stelle sitzt, passiert da gar nichts.
Es gibt auch AC-Optokoppler (z.B. PC814), die kann man gar nicht verpolen.
Daniel W schrieb: > Wird beispielsweise ein 24V 10A Netzteil über einer > Schutzdiode kurzgeschlossen, verwandelt diese sich dann wohl in Rauch, > und danach geht auch gleich der Optokoppler hopps. Nur nach der hier im Forum hartnäckig vertretenen Theorie, dass LEDs ohne Vorwiderstand zu betreiben sind - das gilt natürlich auch für die LED eines Optokopplers. Wenn du den Strom korrekt begrenzt passiert nichts, aber dazu musst du eben einen Vorwiderstand einsetzen, auch wenn hier noch so viele schreien dass das nicht nötig ist. Notfalls in einem anderen Forum fragen, wo echte Elektronik betrieben wird. Georg
georg schrieb: > Notfalls in einem anderen Forum fragen, wo echte Elektronik betrieben > wird. Was soll das denn heißen? Das hier ist doch alles echt und zu allem Überfluss auch noch eines der besten Elektronikforen überhaupt.
georg schrieb: > aber dazu musst du eben einen Vorwiderstand einsetzen, Eben. Durch den Einsatz eines Vorwiderstantz ist automatisch alles tutti paletti. Der sollte natürlich auf der Empfängerplatine sitzen und nicht in der Signalausgabeeinheit, da nützt er im Fehlerfall nämlich nix!
Philipp schrieb: > georg schrieb: >> Notfalls in einem anderen Forum fragen, wo echte Elektronik betrieben >> wird. > > Was soll das denn heißen? Das hier ist doch alles echt und zu allem > Überfluss auch noch eines der besten Elektronikforen überhaupt. Die richtigen Elektroniker sind schon längst wieder bei DSE...
Thomas K. schrieb: > Wenn der Optokoppler Rv an der richtigen Stelle sitzt, passiert da gar > nichts. Ich hatte mich schon korrigiert, die Posts haben sich wohl überschnitten. So geht es mir manchmal, wenn ich mir immer alles aus Prosatext vorstellen muss - da bleibt schon mal was auf der Strecke 😀.
Daniel W schrieb: > Die Diodenvariante mag für kleinere Projekte sicher gut sein, jedoch ist > im Industrieumfeld vermutlich keine Diode stark genug, um dem > Standzuhalten. Das ist völliger Quatsch. Jede Diode verträgt eine klar definierte Spannung und einen maximalen Strom. Diese Daten stehen im Datenblatt unf darauf kannst du dich verlassen. Brückgleichrichter machen Sinn, wenn die Polung der Steuerspannung egal sein. > Wie kann ich eine sichere, aber auch möglichst einfache > Optokoppler Verpolungssicherung für Bemessungsspannungen von 24V lösen? Dazu genügt fast jede beliebige Diode, einfach in Reihe zum Optokoppler. Zum Beispiel eine 1N4148.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Dazu genügt fast jede beliebige Diode, einfach in Reihe zum Optokoppler. > Zum Beispiel eine 1N4148. Das macht Bastler! Die LED im Optokoppler hat eine viel zu geringe Sperrspannung und wer garantiert, daß nicht der größte Spannungsabfall in der Reihenschaltung bei Falschpolung gerade dort auftritt? Die Diode anti-parallel zur OK-LED ist die Profi-Lösung. Zusatz: im Industrieeinsatz werden Eingänge noch wesentlich umfangreicher geschützt.
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Daniel W schrieb: > Wie kann ich eine sichere, aber auch möglichst einfache Optokoppler > Verpolungssicherung für Bemessungsspannungen von 24V lösen? Clemens L. schrieb: > Es gibt auch AC-Optokoppler (z.B. PC814), die kann man gar nicht > verpolen. und für 24V kann man auch den Rv berechnen oder Route_66 H. schrieb: > Die Diode anti-parallel zur OK-LED ist die Profi-Lösung. Stefan ⛄ F. schrieb: > einfach in Reihe zum Optokoppler. > Zum Beispiel eine 1N4148. Route_66 H. schrieb: > Das macht man nicht! genau!!!
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Route_66 H. schrieb: > Das macht Bastler! > Die LED im Optokoppler hat eine viel zu geringe Sperrspannung und wer > garantiert, daß nicht der größte Spannungsabfall in der Reihenschaltung > bei Falschpolung gerade dort auftritt? Quatsch. Eine LED verträgt problemlos auch einen Rückstrom, solange er klein genug ist. Eine 1N4148 hat bei Raumtemperatur und 20V max. 25nA Rückstrom. Die Durchbruchsspannung einer Standard-LED liegt zwischen 5V und 10V, macht dann höchstens 250nW. Und selbst wenn die 1N4148 bei 150°C 50µA fließen lässt, sind es an der LED immer noch nur 500µW. Also: bleibt bei den Realitäten! Da passiert gar nichts! Da der Aufwand aber der selbe ist, nur eine Diode, macht man sie sinnvollerweise antiparallel zur OK-LED:
HildeK schrieb: > Da der Aufwand aber der selbe ist, nur eine Diode, macht man sie > sinnvollerweise antiparallel zur OK-LED eben sinnvoll und sicher! finde ich jedenfalls besser als Reihenschaltung mit unbekannter Sperrspannungsaufteilung.
Daniel W schrieb: > Wie kann ich eine sichere, aber auch möglichst einfache Optokoppler > Verpolungssicherung für Bemessungsspannungen von 24V lösen? Offenbar ist die Strombegrenzung nicht dein Problem, ein Vorwiderstand ist vorgesehen und da eine normale Optokoppler-LED bis 50mA aushalt, könnte man den Optokoppler mit 1mA Nennstrom einsetzen und wäre bis 1200V kurzfristig robust, langfristig wird der Vorwiderstand aber heiss, vielleicht nimmt man einen 22k NFR25 Sicherungswiderstand, der löst bei 230V~ dann in weniger als 1 Minute aus. Dann ist ein PC814 die einfachste, bauteilsparsamste Lösung. Man müsste nichtmal die Polaritat kennzeichnen. Einfach den Optokoppler und einen Vorwiderstand. Etwas billiger wäre eine normale 1N4148 antiparallel zu einem PC917, den gibt es auch mit höherer CTR was mehr geschalteten Strom erlaubt. Dann funktioniert die Schaltung verpolt halt nicht. Und am aufwändigsten ist ein Brückengleichrichter MB6S oder gar 4 Dioden, immerhin leuchtet es dann auch verpolt. Einen grösseren Eingangsspannungsbereich erhält man mit einer Stromquelle nach dem Brückengleichrichtet, entweder selbstgebaut:
1 | LED |
2 | + o-----+--|>|--+ |
3 | | | |
4 | 15k | (minimale Versorgungsspannung - 1.5V)/(LED Strom/100) z.B. (5V-1.5)/(0.02/100) = 17.5k = 15k |
5 | | | |
6 | +------|< NPN (ausreichende Verlustleistung, z.B. BD137 erlaubt mehr als BC547 |
7 | | |E |
8 | BC547 >|------+ |
9 | E| | |
10 | - o-----+--33R--+ (0.7V/0.02A = 35 Ohm = 33 Ohm) |
oder CYT1000B bis 250V oder BCR400 der schon bei 24V warm wird.
Daniel W schrieb: > Schutzschaltung gegen Verpolung Was soll der Quatsch? Absicherung erfolgt gegen Brand oder elektrischem Schlag. Alles andere ist eine Kostenfrage. Ein Bauteil für 0.5 ct mit mit 1€ abzusichern ist ... Quatsch. Sorge dafür, dass man es einfach erstzen kann. Und dass fängt schon bei der Doukmentaion an.
grusome schrieb: > Was soll der Quatsch .. den Du hier unwissend absonderst? > Alles andere ist eine Kostenfrage. Ein Bauteil für 0.5 ct mit mit 1€ > abzusichern ist ... Quatsch. Es kommt auf das Einsatzumfeld an, wenn der Servicetechniker zum Kunden muß, verursacht das defekte 0,5ct-Bauteil ganz schnell mehrere hundert Euro. Wie oben schon mehrfach erklärt, ist ein reiner Verpolschutz eines Optokoppler äußerst trivial, die Antiparalleldiode kostet irgendwas um oder unter einem cent.
Manfred schrieb: > Es kommt auf das Einsatzumfeld an, wenn der Servicetechniker zum Kunden > muß, verursacht das defekte 0,5ct-Bauteil ganz schnell mehrere hundert > Euro. Aber ein Kunde, der Leitungen anschließen darf, der wird wohl auch einen Optokoppler austauschen können.
Manfred schrieb: > Wie oben schon mehrfach erklärt, ist ein reiner Verpolschutz eines > Optokoppler äußerst trivial, die Antiparalleldiode kostet irgendwas um > oder unter einem cent. Ach... und die, oder vor allem der Vorwiderstand, brennt nicht ab, wenn genügend Überspannung angelegt wird? Ich bleibe dabei, comfortabler Service - inkl. Dokumentation - ist die bessere Lösung.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Aber ein Kunde, der Leitungen anschließen darf, der wird wohl auch einen > Optokoppler austauschen können. Nein, das kann der noch lange nicht. Dazu kommt noch, dass man dazu das Gerät öffnen muss. Im schlechtesten Fall ist der Eingangsbereich wegen entsprechender Spannungsfestigkeit auch noch vergossen. Natürlich spendiert man in einer vernünftigen Schaltung einen Verpolungsschutz, insbesondere, wenn er so einfach einzurichten ist, wie Manfred ja schon anmerkte.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Aber ein Kunde, der Leitungen anschließen darf, der wird wohl auch einen > Optokoppler austauschen können. Bestimmt nicht der Dickdrahtelektriker draussen. Wenn der denn SMD Koppler auf der Platine sieht winkt der direkt ab.
grusome schrieb: > Ach... und die, oder vor allem der Vorwiderstand, brennt nicht ab, wenn > genügend Überspannung angelegt wird? Der hält das deutlich länger durch als die Diode. Davon abgesehen ist eine dauerhafte erhebliche (und nur darüber reden wir hier) Überspannung generell wesentlich unwahrscheinlicher als eine Verpolung durch Versehen beim Anschließen. > Ich bleibe dabei, comfortabler Service - inkl. Dokumentation - ist die > bessere Lösung. Gute Dokumentation ist immer eine gute Lösung - aber ein Verpolungsschutz dieser einfachen Art macht das Ganze deutlich sicherer und vermindert die Anzahl der Rückläufer mit "Ist kaputt!".
Helmut L. schrieb: > Bestimmt nicht der Dickdrahtelektriker draussen. Wenn der denn SMD > Koppler auf der Platine sieht winkt der direkt ab. Dfür würde ich natürlich einen im DIP Format mit Sockel verwenden. Die jungen Leute von Heute wissen gar nicht, was früher mal besser war.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Dfür würde ich natürlich einen im DIP Format mit Sockel verwenden. Viel zu aufwendig in der Fertigung. Heute bestueckt man mit dem Automaten. Ich habe schon seit 15 Jahren kein DIL mehr eingesetzt.
Helmut L. schrieb: > Viel zu aufwendig in der Fertigung. Heute bestueckt man mit dem > Automaten. Ja, und heute wird alles möglichst irreparabel konstruiert.
Chris D. schrieb: > grusome schrieb: >> Ach... und die, oder vor allem der Vorwiderstand, brennt nicht ab, wenn >> genügend Überspannung angelegt wird? > > Der hält das deutlich länger durch als die Diode. Für selektive Fälle von deutlich - 1 ms vs. 10000 ms? Okelama, antiparallele Diode ist die Standard-Lösung die angeblich viele Optokoppler-Leben sschützt. Kann man/ich nix dagegen sagen. Alles andere wäre meiner Meinung nach ein Fall von over-engineered. Leo spricht in den Diskussionen von "zu Tode gelöst"...
Route_66 H. schrieb: > Die LED im Optokoppler hat eine viel zu geringe Sperrspannung und wer > garantiert, daß nicht der größte Spannungsabfall in der Reihenschaltung > bei Falschpolung gerade dort auftritt? Die Sperrströme von LEDs liegen typisch höher als die von Si-Dioden. Deshalb würde das wohl funktionieren. > Die Diode anti-parallel zur OK-LED ist die Profi-Lösung. Ja, und da das ja keinen Mehraufwand macht, würde ich diese Lösung auch bevorzugen.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Ja, und heute wird alles möglichst irreparabel konstruiert. SMD kann man doch besser reparieren als THT. Einen SMD Widerstand oder Koppler kann ich mit einer Hand von der Platine löten. Bei THT geht das so nicht. Auch sind Sockel für DIL nicht unbedingt ein Wunder an Zuverlässigkeit. Selbst STM32 Controller hole ich dir ganz von der Platine runter mit dem Fön.
Helmut L. schrieb: > Auch sind Sockel für DIL nicht unbedingt ein Wunder an > Zuverlässigkeit. Ich habe mindestens einige hundert DIL-Sockel verbaut, sogenannte Präzisionssockel etablierter Hersteller - da ist mir kein einziger Ausfall bekannt. Wenn man natürlich Billigkram verbaut, Weichplastik mit einseitigem Blechkontakt, ist es Zufall, wenn die Schaltung überhaupt schon losläuft. ----- Das ganze Palawer wird langsam albern, der Betriebselektriker des Kunden fingert nicht auf der Leiterplatte herum, der eigene Außendienst im Regelfall auch nicht. Wenn man vorausschauend entwickelt, hat man vordergründig Bauteilekosten aus dem Fenster geworfen, bei realer Betrachtung der Gesamtkosten aber sehr viel gespart. Schade, dass die Betriebswirtschaftler zu dämlich sind, das zu erfassen und die E-Ings. als Feind sehen.
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